汾河運城段水質(zhì)評價及超標(biāo)污染因子控制分析

衛(wèi) 偉

（太原理工大學(xué)研究生院，山西 太原 030024）

1 河道水質(zhì)監(jiān)測情況

運城處于汾河最下段，是控制污染物排入黃河的最后一道關(guān)口。近年來，由于上中游過量開采水資源，河道徑流銳減，同時超標(biāo)超量排放污水，導(dǎo)致汾河進入運城已嚴(yán)重污染，而汾河經(jīng)過新絳、稷山、河津三縣城人口及工業(yè)密集區(qū)，大量排入城市污水及工業(yè)廢水，污染進一步加重。國家環(huán)保部門在新絳站（運城入口）和河津大橋（運城出口）設(shè)立了兩處監(jiān)測斷面，每月（河道斷流除外）對汾河水質(zhì)進行監(jiān)測，監(jiān)測項目包括流量、DO（溶解氧）、CODcr（化學(xué)需氧量）、BOD5（生化需氧量）、氨氮、總氮、LAS（陰離子表面活性劑）等25項，從兩站2005—2010年6年監(jiān)測結(jié)果看，有多項指標(biāo)超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中運城段超標(biāo)而且加重的污染項目主要有DO、CODcr、BOD5、氨氮、總氮、LAS等。監(jiān)測結(jié)果表明，2005—2010年污染程度逐漸減輕，尤其是2010年，兩站所有指標(biāo)明顯下降，CODcr已達到或接近Ⅴ類水質(zhì)要求，說明環(huán)保治理及監(jiān)管成效顯著，但綜合評價指標(biāo)仍滿足不了水功能區(qū)劃對水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)水環(huán)境保護功能區(qū)劃分，汾河運城段新絳、稷山、河津劃為三級防治區(qū)。干流兩側(cè)河谷平原和半山丘陵區(qū)，對應(yīng)于農(nóng)業(yè)用水功能要求Ⅴ類水質(zhì)河段。按地表Ⅴ類水質(zhì)要求，2010年河津斷面DO達到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，CODcr超標(biāo)0.31倍，BOD5超標(biāo)0.69倍，氨氮超標(biāo)7.67倍，總氮超標(biāo)9.32倍，說明運城段有機物、非金屬無機物污染仍很嚴(yán)重，目前水質(zhì)仍屬超Ⅴ類水。

2 現(xiàn)狀水質(zhì)評價

根據(jù)監(jiān)測資料，運用單因子評價法和內(nèi)梅羅指數(shù)法對兩斷面2010年各項監(jiān)測指標(biāo)進行計算分析，并參考《內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)污染等級劃分標(biāo)準(zhǔn)》對汾河水質(zhì)進行評價。新絳站里斷面的平均污染指數(shù)1.19，綜合指數(shù)7.15，屬嚴(yán)重污染水質(zhì)，說明汾河進入運城之前就受到嚴(yán)重污染。河津大橋斷面平均污染指數(shù)1.28，綜合指數(shù)7.35，屬嚴(yán)重污染水質(zhì)。兩斷面相比，河津平均污染指數(shù)高0.09，綜合指數(shù)高0.2，進一步說明運城境內(nèi)污染加重，河道水環(huán)境治理還需加大力度。

3 污染指數(shù)變化趨勢分析

通過對2005年加大治理監(jiān)管以來6年的資料整理，分別進行內(nèi)梅羅指數(shù)評價。從指數(shù)變化分析，2005—2008年呈增高趨勢，2008—2010年呈下降趨勢，而且河津和新絳兩斷面都是2008年達到最高值，這是整個流域污染治理力度和源自經(jīng)濟增長帶來的污染增排綜合作用的體現(xiàn)，2005—2008年指數(shù)增大是由于污染物各單項指標(biāo)下降但污染物總量慣性增長造成的，2008—2010年指數(shù)下降趨勢說明，綜合治理力度遏制了污染物慣性增量，由此預(yù)測未來指數(shù)將會進一步下降。

但是內(nèi)梅羅指數(shù)也存在問題，雖然增加了污染最大因子總氮的考量，但總氮和氨氮偏高，可在一定程度上滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水水質(zhì)，在其他因子都下降或者已經(jīng)滿足Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)要求，僅此項增高，也會導(dǎo)致內(nèi)梅羅指數(shù)上升，造成對水質(zhì)的誤判。因此除了內(nèi)梅羅指數(shù)，還應(yīng)該對每一項超標(biāo)污染因子進行具體分析。

4 排污口排污情況

導(dǎo)致各污染因子增高的原因，主要是各類污水超河道納污能力排放造成的。2010年6月，河道和環(huán)監(jiān)部門對沿河排污口進行了調(diào)查摸底，運城汾河干流現(xiàn)有主要入河排污口19處，日排放總量8.5萬t。其中，城市及農(nóng)村生活污水口12處，日排量4.1萬t，包括經(jīng)過處理排放的3.1萬t和未處理直接排放及混合型污水1萬t；造紙廠排污口4處，日排量3.9萬t；化肥類3處，日排量0.5萬t。主要污染源是城鄉(xiāng)污水和造紙廠廢水，分別占該段總排量的48.2%，45.9%。各排污口分布在新絳、稷山、河津三縣城共計9 km的范圍內(nèi)。因此，三座縣城是污染監(jiān)控的重點區(qū)段。

5 超標(biāo)污染因子變化趨勢及原因

對超標(biāo)因子變化趨勢進行分析，雖然超標(biāo)或個別波動，但總趨勢都在下降，有些指標(biāo)已經(jīng)接近標(biāo)準(zhǔn)值。

5.1 總氮、氨氮

2010年，就汾河運城段總氮、氨氮兩項指標(biāo)來看，河津比新絳分別增加0.56和1.32，說明區(qū)段內(nèi)排入量超過了河道自然消減量，從排污調(diào)查可知，區(qū)段點污染源主要是新絳煤化園和稷山豐喜。雖然日排量只有5 000 t，但氨氮含量均值達42.9 mg/L，最高范圍值達127 mg/L，這是造成該段河道該兩項指標(biāo)河津比新絳增高的主要原因。但兩斷面都超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)8～10倍，說明不只存在點源污染，還有面源污染。汾河中下游是全省重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，近30年過量使用化肥導(dǎo)致大量氨氮隨地下水排入河道，造成該項指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，所以削減該兩項污染因子，不僅要治理點源污染，而且要重點防止面源污染，否則難以從根本上解決水污染問題。

5.2 CODcr因子分析

CODcr是反映河水還原性物質(zhì)的主要指標(biāo)，兩斷面2005—2010年分別削減46.1%，64.2%，CODcr單項已接近達標(biāo)，而且下降趨勢平穩(wěn)，說明對工業(yè)廢水和生活污水綜合控制效果明顯，這些處理設(shè)施已進入正常運行狀態(tài)，并得到環(huán)監(jiān)部門在線監(jiān)測嚴(yán)密控制。

5.3 BOD5因子分析

BOD5是反映河水有機物含量主要指標(biāo)。兩斷面2005—2010年下降趨勢明顯，且比較平穩(wěn)，說明隨著沿線城市污水集中處理排放后水質(zhì)總體改善，但河津斷面2008年出現(xiàn)少量反彈，分析其原因，可能是由來自萬榮縣混合型污水進入河道造成的，在此之前，該部分污水靠峨嵋臺地沿途溝道滲漏，未進入汾河。隨著該縣城污水處理廠的建成使用，2009年以來河道BOD5明顯下降，已接近達標(biāo)。

5.4 LAS因子分析

LAS主要是生活污水的洗滌劑成分。隨著汾河沿線城市污水的集中收集處理，6年來該指標(biāo)在兩斷面大幅度平穩(wěn)下降，其中新絳下降60%，河津下降78.6%。目前的污水處理率76%，新絳城郊散戶以6 700 t/d的生活污水近河直排，還有其他農(nóng)村和城郊生活污水也在沿線匯入汾河，下一步要進行集中處理。從進入運城段LAS就已超標(biāo)的情況來分析，運城上游各地市要提高污水處理率，確保汾河出口水質(zhì)達標(biāo)。

5.5 DO及河道自凈能力

溶解氧（DO）是反映水體自凈能力的指標(biāo)，提高DO就是增加河道生命力。純水大約為9 mg/L，低于4 mg/L魚類難以生存。由于河道的自凈能力有限，如果污染物濃度超過某一界限，河道對污染物失去降解功能，會導(dǎo)致河水永久性污染，河道將變成排污溝。根據(jù)近年觀測，當(dāng)汾河DO值低于0.5時，河水明顯發(fā)黑、發(fā)臭，基本失去自凈能力。

河水DO含量由大氣復(fù)氧和河道耗氧來決定，對于同一條河道，大氣復(fù)氧條件是固定的。河道耗氧包括河水污染物耗氧和底泥耗氧，底泥耗氧與河水CODcr有很好的相關(guān)性，經(jīng)實驗研究，汾河運城段其相關(guān)系數(shù)可達0.8，說明底泥與河水還原性物質(zhì)存在交換現(xiàn)象，其實質(zhì)是河水污染物在底泥的沉積和再釋放，所以DO主要取決于河水還原性物質(zhì)和有機物濃度，并由該兩種污染物總量和河道流量決定。要保持河道自凈能力，除控制污染物總量外，還要保證河道有一個最低限度的基流。通過近年監(jiān)測資料分析，以2010年污染物排放現(xiàn)狀為標(biāo)準(zhǔn)，DO要到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，河道流量不能小于5 m3/s。所以除了對沿途污染物進行綜合處理外，還要控制沿途取水，或者通過跨流域調(diào)水，使汾河常年保持最基本的生態(tài)基流。

6 結(jié)論

第一，從監(jiān)測斷面資料綜合評價分析，汾河進入運城已經(jīng)嚴(yán)重污染，而且在區(qū)段有所加重，但通過歷年變化趨勢分析，污染狀況已得到遏制，正趨于好轉(zhuǎn)。

第二，對排污單位不能只執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要以滿足河道功能區(qū)劃的Ⅴ類水為目標(biāo)，逆向?qū)Ω髋盼蹎挝怀瑯?biāo)污染因子進行動態(tài)管理，從嚴(yán)控制。

第三，保持河道生命力不但要實行控制排污，而且要保證河道不少于5 m3/s的生態(tài)基流，維持河道自凈能力。